中国工业博物馆由原铸造博物馆改扩建而成，占地面积8万平方米，建筑面积5.3万平方米，展示了我国工业发展历程和老工业基地振兴成就。目前已从全国22个省市征集文物1.6万件。博物馆一期开放中国工业通史馆、铸造馆、机床馆和铁西10年成果展馆4个展馆。

中国工业通史馆位于新馆一层，全面介绍了中国工业文明特点、重点展示铁西工业文明发展的历程。
铸造馆基本保持了原铸造厂翻砂车间原貌，是一期开放展馆中展陈面积最大的一个展馆。该馆全面展示了一个大型铸造车间应有的全套设备，让观展者能真实感受到当年铸造厂的恢弘场面。
机床馆位于新馆一层，展品中包括众多的车床、铣床、钻床、镗床、磨床以及组合机床等，让观展者认识各种机床，了解作为工业之母的机床的样子。展出的机床多为沈阳各个工厂保存下来的，以及本地企业沈阳机床集团的大量产品。展品的年代跨度很大，从集中动力传动的皮带车床，到传统继电器接触器控制的普通机床，到数控机床加工中心，以及本地生产的数控系统。
铁西10年成果馆位于新馆二层，展示铁西区10年来东迁西建，改革旧体制工业企业，建设宜居城市的成就.